基于凸优化技术的有限推力航天器自主交会轨迹规划方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于凸优化技术的有限推力航天器自主交会轨迹规划方法，首先建立描述两航天器相对运动的数学模型，然后执行自主交会轨迹规划算法，最后考虑自主交会的有限推力约束。本发明通过凸优化技术，对自主交会轨迹规划问题，进行优化求解，保证了全局最优性，并通过高效的求解方法，使其成为一种具有良好实时性的轨迹规划算法。
【专利说明】基于凸优化技术的有限推力航天器自主交会轨迹规划方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有限推力航天器自主交会轨迹规划方法。
【背景技术】
[0002]近十几年里，以电推进、离子推进、光帆推进等为代表的连续推力推进技术逐渐发展了起来，这类推进系统与大推力化学火箭相比，具有大比冲、长寿命、消耗燃料少等特点的，并且可以提高有效载荷，应用前景十分广泛，比如，可以先利用大推力化学火箭发动机将航天器送入停泊轨道，然后由连续推力推进系统接替工作，完成后续任务。有限推力作用下的轨迹优化问题逐渐 成为各国轨道设计工作者的研究重点。
[0003]有限推力变轨可以分为两种:一种是连续推力变轨，即变轨过程中推力一直作用；另外一种是中间带有无推力滑行段的变轨，需要发动机多次点火启动。在实际工程中，发动机的推力都是有限的。当发动机推力较小时，继续使用脉冲转移方法将使误差增大。因此，研究有限推力作用下航天器轨道优化设计方法是非常必要的。
[0004]目前的航天器自主交会轨迹规划方法，缺少将凸优化技术应用于航天器轨迹规划的研究。同时，目前现有的其他轨迹规划算法，往往计算量较大，计算时间长，在星上计算能力有限的情况下，难以进行实时解算，进而难以得到实际应用。
[0005]总的来说，当前还未能提出一种实时有效的基于凸优化技术的有限推力自主交会轨迹规划方法。因此有必要建立航天器的相对运动方程，设计基于凸优化技术的有限推力轨迹规划方法以实现航天器的自主交会轨迹规划。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于凸优化技术的有限推力航天器自主交会轨迹规划方法，保证了全局最优性，具有良好实时性。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:
[0008]步骤一、使用HCW方程来描述两个航天器的近距离相对运动:
X - 2ny - 3n2x =—
m
F
[0009]
【权利要求】
1.一种基于凸优化技术的有限推力航天器自主交会轨迹规划方法，其特征在于包括下述步骤: 步骤一、使用HCW方程来描述两个航天器的近距离相对运动:
【文档编号】G01C21/24GK103455707SQ201310309259
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】李鹏, 岳晓奎, 袁建平 申请人:西北工业大学